SBR工藝的節(jié)能降耗、穩(wěn)定運(yùn)行技術(shù)

1、安徽國(guó)禎環(huán)保節(jié)能科技股份有限公司 一一、SBRSBR工藝的歷史沿革及在污水處理的工藝的歷史沿革及在污水處理的地位地位 二、二、SBRSBR法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 三三. SBR. SBR 的衍生工藝的衍生工藝CASTCAST工藝工藝 四四. . 脫氮除磷原理及脫氮除磷原理及SBRSBR工藝控制策略工藝控制策略 五五. SBR. SBR節(jié)能降耗、穩(wěn)定運(yùn)行實(shí)例節(jié)能降耗、穩(wěn)定運(yùn)行實(shí)例內(nèi)容提要內(nèi)容提要一、概一、概 述述 1. 1. 污水處理方法的分類污水處理方法的分類 生態(tài)塘生態(tài)塘厭氧塘厭氧塘兼性塘兼性塘處理塘）處理塘）好氧塘（曝氣塘、深度好氧塘（曝氣塘、深度自然生物處理自然生物處理生物膜法生物

2、膜法懸浮生長(zhǎng)生物法懸浮生長(zhǎng)生物法厭氧生物處理厭氧生物處理生物膜法生物膜法活性污泥法活性污泥法好氧生物處理好氧生物處理生物處理法生物處理法超濾）、吹脫；超濾）、吹脫；滲析、反滲透、微濾、滲析、反滲透、微濾、膜分離（電膜分離（電凝、離子交換、吸附、凝、離子交換、吸附、物理化學(xué)法：凝聚與絮物理化學(xué)法：凝聚與絮電解、萃??；電解、萃??；淀、氧化還原、消毒、淀、氧化還原、消毒、化學(xué)法：中和、化學(xué)沉化學(xué)法：中和、化學(xué)沉；氣浮、離心分離、過(guò)濾氣浮、離心分離、過(guò)濾物理法：沉淀、篩濾、物理法：沉淀、篩濾、污水處理污水處理AO，A2O法法氧化溝法氧化溝法SBRSBR法法2 2活性污泥法在污水處理中的重要作用活性污泥

3、法在污水處理中的重要作用 （1 1）活性污泥法是目前去除有機(jī)污染物最有效的方法之一。）活性污泥法是目前去除有機(jī)污染物最有效的方法之一。（2 2）目前國(guó)內(nèi)外）目前國(guó)內(nèi)外95%95%以上的城市污水處理和以上的城市污水處理和50%50%左右的工業(yè)廢左右的工業(yè)廢水處理都采用活性污泥法。水處理都采用活性污泥法。（3 3）具有很強(qiáng)的凈化功能，去除）具有很強(qiáng)的凈化功能，去除BODBOD、SSSS的效率高，均可達(dá)的效率高，均可達(dá)到到95%95%以上；廣泛的普適性：適于各種有機(jī)廢水，大中小型污以上；廣泛的普適性：適于各種有機(jī)廢水，大中小型污水處理廠，高中低負(fù)荷。水處理廠，高中低負(fù)荷。 （4 4）由于是依靠微生物

4、的處理，運(yùn)行費(fèi)用較低。）由于是依靠微生物的處理，運(yùn)行費(fèi)用較低。（5 5）可實(shí)現(xiàn)生物脫氮除磷。）可實(shí)現(xiàn)生物脫氮除磷。 間歇式活性污泥法又稱做序列間歇式或序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor，簡(jiǎn)稱法），其運(yùn)行工況是以間歇操作為主要特征的。所謂序列間歇式有兩種含義： 一、運(yùn)行操作在空間上是按序排列的、間歇的。間歇反應(yīng)器至少為兩個(gè)池或多個(gè)池，污水連續(xù)按序列進(jìn)入每個(gè)反應(yīng)器，它們運(yùn)行時(shí)的相對(duì)關(guān)系是有次序的，也是間歇的。 二、是對(duì)于每一個(gè)SBR來(lái)，運(yùn)行操作在時(shí)間上也是按次序排列的間歇的，一般可按運(yùn)行次序分為進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水和閑置階段。3. 3. 活性污泥反應(yīng)器的新進(jìn)展活性

5、污泥反應(yīng)器的新進(jìn)展SBRSBR法法 早在70多年前Ardern和Leckett 所發(fā)明的活性污泥法就是間歇式的。沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)SBR法的優(yōu)越性，間歇法很快被連續(xù)式活性污泥法所取代，并幾乎被淘汰與遺忘 七十年代初，人們又開(kāi)始了對(duì)SBR法的研究，直到八十年代以后它才引起其它國(guó)家的重視 對(duì)SBR法的研究與開(kāi)發(fā)不斷深入，人 們對(duì)SBR法進(jìn)行了重新評(píng)價(jià)。近年來(lái)，SBR法在美國(guó)、德國(guó)、澳大利亞、日本以及西歐其他國(guó)家得到了廣泛的應(yīng)用。沒(méi)有合適的充氧曝氣設(shè)備 缺乏自動(dòng)控制和相應(yīng)的轉(zhuǎn)換裝置與技術(shù)由美國(guó)R.Irvine教授等人發(fā)起 隨著自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制的硬件設(shè)備與軟件技術(shù)，特別是電子計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展。二、 SBR 法

6、的基本理論及優(yōu)點(diǎn)2.SBR法的五大優(yōu)點(diǎn)3.SBR法存在的問(wèn)題 1SBR法的基本流程 反應(yīng)階段具有理想的推流式反應(yīng)過(guò)程，反應(yīng)推動(dòng)力大。SBRSBR工藝的基本流程工藝的基本流程進(jìn)水階段進(jìn)水階段(Fill)反應(yīng)階段反應(yīng)階段(React)沉淀階段沉淀階段(Stettle)排水階段排水階段(Draw)閑置階段閑置階段(Idle)SBRSBR反應(yīng)器反應(yīng)器 沉淀階段屬于靜止沉淀，沉淀效果好。 排水階段利用潷水器排水。 SBR SBR法的曝氣方式分為限法的曝氣方式分為限制性曝氣和非限制性曝氣，進(jìn)制性曝氣和非限制性曝氣，進(jìn)水階段可以通過(guò)曝氣、不曝氣水階段可以通過(guò)曝氣、不曝氣或攪拌來(lái)實(shí)現(xiàn)上述的曝氣方式。或攪拌來(lái)實(shí)

7、現(xiàn)上述的曝氣方式。（若原水中含有有毒物質(zhì)可采（若原水中含有有毒物質(zhì)可采用非限制性曝氣的方式來(lái)降低用非限制性曝氣的方式來(lái)降低毒性對(duì)活性污泥的刺激。）毒性對(duì)活性污泥的刺激。） 閑置階段的長(zhǎng)短決定了反應(yīng)階段適應(yīng)期的長(zhǎng)短。 由于多數(shù)情況下污水都是連續(xù)排放的且流量波動(dòng)很大，由于多數(shù)情況下污水都是連續(xù)排放的且流量波動(dòng)很大，間歇反應(yīng)器間歇反應(yīng)器SBRSBR至少為兩個(gè)池或多個(gè)池。至少為兩個(gè)池或多個(gè)池。進(jìn)水格柵沉砂池初次沉淀池供氣出水泵污泥消化剩余污泥污泥脫水處理生活污水的三池處理生活污水的三池SBR系統(tǒng)系統(tǒng) 二、 SBR 法的基本理論及優(yōu)點(diǎn)2.SBR法的五大優(yōu)點(diǎn)3.SBR法存在的問(wèn)題1SBR法的基本流程 隨著

8、SBR法研究與應(yīng)用的日益廣泛與深入，它開(kāi)始顯示其強(qiáng)大的生命力，但是當(dāng)前對(duì)SBR法仍沒(méi)有統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，這主要是由于對(duì)SBR法的特性及優(yōu)點(diǎn)并不十分清楚所致。為此，下面根據(jù)SBR法的基本理論和近年來(lái)北京工業(yè)大學(xué)彭永臻教授的研究成果，著重論述SBR法眾多優(yōu)點(diǎn)中五個(gè)具有很大實(shí)用價(jià)值的優(yōu)點(diǎn)，據(jù)此研究其廣闊的應(yīng)用前景。 2.SBR法的五大優(yōu)點(diǎn)（1 1） 工藝流程簡(jiǎn)單，節(jié)省基建與運(yùn)行費(fèi)用工藝流程簡(jiǎn)單，節(jié)省基建與運(yùn)行費(fèi)用 原則上SBR法的主體工藝設(shè)備只有一個(gè)間歇反應(yīng)器(SBR)，它與普通活性污泥法相比工藝流程非常簡(jiǎn)單。調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池二次沉淀池二次沉淀池曝氣池曝氣池初次沉淀池初次沉淀池一般情況下不必設(shè)調(diào)節(jié)池多數(shù)情況下可

9、省去初次沉淀池不需要二沉池、回流污泥設(shè)備污泥回流設(shè)備污泥回流設(shè)備（2 2） 反應(yīng)階段是一個(gè)理想的推流過(guò)程，生反應(yīng)階段是一個(gè)理想的推流過(guò)程，生化反應(yīng)推動(dòng)力大、化反應(yīng)推動(dòng)力大、 效率高效率高 這是這是SBRSBR法最大的優(yōu)點(diǎn)之一。法最大的優(yōu)點(diǎn)之一。SBRSBR法反應(yīng)器中的底物和微生法反應(yīng)器中的底物和微生物濃度是變化的，而且是不連續(xù)的，因此，它的運(yùn)行是典型的物濃度是變化的，而且是不連續(xù)的，因此，它的運(yùn)行是典型的非穩(wěn)定狀態(tài)。在其連續(xù)曝氣的反應(yīng)階段，也屬非穩(wěn)定狀態(tài)，但非穩(wěn)定狀態(tài)。在其連續(xù)曝氣的反應(yīng)階段，也屬非穩(wěn)定狀態(tài)，但其底物其底物( (作為底物之一的有機(jī)物可用作為底物之一的有機(jī)物可用BODBOD表示，

10、由于主要研究有機(jī)物濃度表示，由于主要研究有機(jī)物濃度的變化，以下將底物與有機(jī)物或的變化，以下將底物與有機(jī)物或BODBOD等價(jià)等價(jià)) )和微生物和微生物以下用以下用MLSSMLSS表示表示濃度的變化是連續(xù)的。這期間，雖然反應(yīng)器內(nèi)的混合液呈完全濃度的變化是連續(xù)的。這期間，雖然反應(yīng)器內(nèi)的混合液呈完全混合狀態(tài)，但是其底物與微生物濃度的變化對(duì)于時(shí)間來(lái)說(shuō)是一混合狀態(tài)，但是其底物與微生物濃度的變化對(duì)于時(shí)間來(lái)說(shuō)是一個(gè)推流個(gè)推流plug flowplug flow過(guò)程，并且呈現(xiàn)出理想的推流狀態(tài)。過(guò)程，并且呈現(xiàn)出理想的推流狀態(tài)。 (3) (3) 運(yùn)行方式靈活、脫氮除磷的效果好運(yùn)行方式靈活、脫氮除磷的效果好 SBRS

11、BR法能以各種方式靈活地運(yùn)行。例如進(jìn)水時(shí)可曝氣、法能以各種方式靈活地運(yùn)行。例如進(jìn)水時(shí)可曝氣、不曝氣或攪拌；反應(yīng)階段也可曝氣、攪拌或二者交替進(jìn)行，不曝氣或攪拌；反應(yīng)階段也可曝氣、攪拌或二者交替進(jìn)行，也可改變其溶解氧濃度；還可以改變各運(yùn)行階段的時(shí)間來(lái)也可改變其溶解氧濃度；還可以改變各運(yùn)行階段的時(shí)間來(lái)改變污泥齡大小或沉淀效率等等。更重要的是，上述不同的改變污泥齡大小或沉淀效率等等。更重要的是，上述不同的運(yùn)行方式不是在不同的空間中進(jìn)行的，而是在同一反應(yīng)器不運(yùn)行方式不是在不同的空間中進(jìn)行的，而是在同一反應(yīng)器不同的時(shí)間內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這是同的時(shí)間內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這是SBRSBR法的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。法的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。SBRS

12、BR法的這種法的這種時(shí)間上的靈活控制為其實(shí)現(xiàn)時(shí)間上的靈活控制為其實(shí)現(xiàn)脫氮除磷脫氮除磷提供了極有利的條件。提供了極有利的條件。（4 4）SBRSBR法是防止污泥膨脹的最好工藝法是防止污泥膨脹的最好工藝污泥膨脹的概述污泥膨脹的概述1 1、底物濃度梯度大、底物濃度梯度大SBRSBR法是防止污泥法是防止污泥膨脹的最好工藝的膨脹的最好工藝的四個(gè)原因四個(gè)原因3 3、反應(yīng)器中底物濃度較大、反應(yīng)器中底物濃度較大2 2、缺氧好氧狀態(tài)并存、缺氧好氧狀態(tài)并存4 4、污泥齡短、污泥比、污泥齡短、污泥比增長(zhǎng)速率大增長(zhǎng)速率大 污泥膨脹分絲狀性和很少發(fā)生的非絲狀性膨脹，污泥膨脹分絲狀性和很少發(fā)生的非絲狀性膨脹，般絲狀性污泥

13、膨脹簡(jiǎn)稱膨脹。膨脹是由絲狀茵大量繁殖般絲狀性污泥膨脹簡(jiǎn)稱膨脹。膨脹是由絲狀茵大量繁殖并在活性污泥中占優(yōu)勢(shì)而引起的。膨脹導(dǎo)致污泥在二沉并在活性污泥中占優(yōu)勢(shì)而引起的。膨脹導(dǎo)致污泥在二沉池中難于沉淀分離，易于流失、回流污泥濃度太低等，池中難于沉淀分離，易于流失、回流污泥濃度太低等，是污水處理廠運(yùn)行中常出現(xiàn)的最難解決的問(wèn)題。是污水處理廠運(yùn)行中常出現(xiàn)的最難解決的問(wèn)題。 污泥膨脹的概述污泥膨脹的概述1 1、底物濃度梯度大：底物濃度梯度大：完全混合式基本沒(méi)有梯完全混合式基本沒(méi)有梯度，非常易膨脹，推流度，非常易膨脹，推流式曝氣池的梯度較大，式曝氣池的梯度較大，不易膨脹。而不易膨脹。而SBRSBR法反法反應(yīng)階段

14、在時(shí)間上的理想應(yīng)階段在時(shí)間上的理想推流狀態(tài)，使推流狀態(tài)，使F FM M梯度梯度也達(dá)到理想的最大，也達(dá)到理想的最大， 2 2、缺氧好氧狀態(tài)并存：、缺氧好氧狀態(tài)并存：絕大多絕大多數(shù)絲狀菌如球衣菌屬等都是專性數(shù)絲狀菌如球衣菌屬等都是專性好氧菌，而活性污泥中的細(xì)菌有好氧菌，而活性污泥中的細(xì)菌有半數(shù)以上是兼性菌。與普通活性半數(shù)以上是兼性菌。與普通活性污泥法不同的是污泥法不同的是SBRSBR法中進(jìn)水與法中進(jìn)水與反應(yīng)險(xiǎn)段的缺氧反應(yīng)險(xiǎn)段的缺氧( (或厭氧或厭氧) )與好氧與好氧狀態(tài)的交替，能抑制專性好氧的狀態(tài)的交替，能抑制專性好氧的絲狀菌的過(guò)量繁殖，而對(duì)多數(shù)微絲狀菌的過(guò)量繁殖，而對(duì)多數(shù)微生物不會(huì)產(chǎn)生不利影響。

15、生物不會(huì)產(chǎn)生不利影響。SBR法能防止污泥膨脹的四個(gè)原因法能防止污泥膨脹的四個(gè)原因3 3、 反應(yīng)器中底物濃度較大：反應(yīng)器中底物濃度較大：絲狀茵在競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)中取勝絲狀茵在競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)中取勝的一個(gè)重要原因是，它比絮凝膠團(tuán)的比表面積大，攝取的一個(gè)重要原因是，它比絮凝膠團(tuán)的比表面積大，攝取低濃度底物的能力強(qiáng)，所以在低底物濃度的環(huán)境中低濃度底物的能力強(qiáng)，所以在低底物濃度的環(huán)境中( (如完如完全混合式曝氣池全混合式曝氣池) )往往占優(yōu)勢(shì)。在往往占優(yōu)勢(shì)。在SBRSBR法的整個(gè)反應(yīng)階段，法的整個(gè)反應(yīng)階段，不僅底物濃度梯度大，而且濃度也較高，只有反應(yīng)即將不僅底物濃度梯度大，而且濃度也較高，只有反應(yīng)即將結(jié)束進(jìn)入沉淀階段前

16、夕，其底物濃度才與具有同樣處理結(jié)束進(jìn)入沉淀階段前夕，其底物濃度才與具有同樣處理效果的完全混合式曝氣池的相同。因此，可以說(shuō)效果的完全混合式曝氣池的相同。因此，可以說(shuō)SBRSBR法沒(méi)法沒(méi)有提供一個(gè)有利于絲狀菌的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。有提供一個(gè)有利于絲狀菌的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。 SBR法能防止污泥膨脹的四個(gè)原因法能防止污泥膨脹的四個(gè)原因選擇性準(zhǔn)則比比生生長(zhǎng)長(zhǎng)速速率率基質(zhì)基質(zhì)濃度濃度B型微生物型微生物（floc-forming bacteria） A型微生物型微生物（filamentous bacteria）max2Ks2Ks1S0max14 4、 污泥齡短、污泥比增長(zhǎng)速率大：污泥齡短、污泥比增長(zhǎng)速率大：般絲狀菌般絲狀菌的

17、比增長(zhǎng)速率比其它細(xì)菌小。由于的比增長(zhǎng)速率比其它細(xì)菌小。由于SBRSBR法所具有法所具有的理想推流狀態(tài)與快速降解有機(jī)物的特點(diǎn)，使它的理想推流狀態(tài)與快速降解有機(jī)物的特點(diǎn)，使它在污泥齡較短的條件下就能滿足出水水質(zhì)要求，在污泥齡較短的條件下就能滿足出水水質(zhì)要求，而污泥齡短致使剩余污泥的排放速率大于絲狀菌而污泥齡短致使剩余污泥的排放速率大于絲狀菌的增長(zhǎng)速率，絲狀菌無(wú)法大量繁殖。的增長(zhǎng)速率，絲狀菌無(wú)法大量繁殖。SBR法能防止污泥膨脹的四個(gè)原因法能防止污泥膨脹的四個(gè)原因（5 5） 耐沖擊負(fù)荷、處理有毒或高濃度有機(jī)耐沖擊負(fù)荷、處理有毒或高濃度有機(jī)廢水的能力強(qiáng)廢水的能力強(qiáng) 完全混合式曝氣地比推流式曝氣池的耐沖擊

18、負(fù)菏以及處理有毒或高濃度有機(jī)廢水的能力強(qiáng)。SBR反應(yīng)器中的混合狀態(tài)來(lái)說(shuō)仍屬于典型的完全混合式，因此它具有耐沖擊負(fù)荷的優(yōu)點(diǎn)。 采用邊進(jìn)水邊曝氣的非限制曝氣運(yùn)行方式更能大幅度增加SBR法承受廢水的毒性和高有機(jī)物濃度。國(guó)外用SBR法處理有毒和高濃度有機(jī)廢水的實(shí)例不勝枚舉，這也是SBR法研究與開(kāi)發(fā)的個(gè)熱點(diǎn)。 SBR SBR法在沉淀階段由于反應(yīng)器內(nèi)無(wú)水流的干擾屬法在沉淀階段由于反應(yīng)器內(nèi)無(wú)水流的干擾屬于于靜態(tài)沉淀靜態(tài)沉淀，無(wú)異重流或短流現(xiàn)象，污泥也不會(huì)被沖，無(wú)異重流或短流現(xiàn)象，污泥也不會(huì)被沖走，所以沉淀效果好，出水懸浮物相對(duì)少、污泥濃縮走，所以沉淀效果好，出水懸浮物相對(duì)少、污泥濃縮得好。由于縮短了沉淀時(shí)間

19、，進(jìn)而可以使反應(yīng)器中維得好。由于縮短了沉淀時(shí)間，進(jìn)而可以使反應(yīng)器中維持較高的持較高的MLSSMLSS濃度又不必?fù)?dān)心增加回流污泥的費(fèi)用。濃度又不必?fù)?dān)心增加回流污泥的費(fèi)用。 由于由于SBRSBR法法間歇運(yùn)行間歇運(yùn)行的特點(diǎn)，它特別適合于廢水的特點(diǎn)，它特別適合于廢水流量變化大甚至間歇排放的工業(yè)廢水處理，在流量很流量變化大甚至間歇排放的工業(yè)廢水處理，在流量很小或無(wú)廢水排入時(shí)，可延長(zhǎng)進(jìn)水時(shí)間或閑置時(shí)間，節(jié)小或無(wú)廢水排入時(shí)，可延長(zhǎng)進(jìn)水時(shí)間或閑置時(shí)間，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。省運(yùn)行費(fèi)用。 SBRSBR法的其它優(yōu)點(diǎn)法的其它優(yōu)點(diǎn) 二、 SBR 法的基本理論及優(yōu)點(diǎn)2.SBR法的五大優(yōu)點(diǎn)3.SBR法存在的問(wèn)題1SBR法的基本流

20、程 鼓風(fēng)曝氣設(shè)備，維護(hù)很不方便；鼓風(fēng)曝氣設(shè)備，維護(hù)很不方便； 在沒(méi)有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的情況下，運(yùn)行管理是比較復(fù)雜的；在沒(méi)有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的情況下，運(yùn)行管理是比較復(fù)雜的； 當(dāng)連續(xù)進(jìn)水時(shí)，對(duì)于單一當(dāng)連續(xù)進(jìn)水時(shí)，對(duì)于單一SBRSBR反應(yīng)器需要較大的調(diào)節(jié)池；反應(yīng)器需要較大的調(diào)節(jié)池； 設(shè)備的閑置率較高；設(shè)備的閑置率較高； 污水提升水頭水頭損失較大；污水提升水頭水頭損失較大； 推廣應(yīng)用于大型污水處理廠還有困難；推廣應(yīng)用于大型污水處理廠還有困難； 在個(gè)別在個(gè)別SBRSBR法處理廠中，沉淀階段以前污泥進(jìn)入排水系法處理廠中，沉淀階段以前污泥進(jìn)入排水系統(tǒng)造成排水管道中的污泥在排水初期同出水一起排出；統(tǒng)造成排水管道中的污

21、泥在排水初期同出水一起排出； 盡管目前盡管目前SBRSBR法在許多國(guó)家的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但是法在許多國(guó)家的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但是其本身的缺點(diǎn)和存在著尚未解決的問(wèn)題仍然限制它的迅其本身的缺點(diǎn)和存在著尚未解決的問(wèn)題仍然限制它的迅速發(fā)展。主要如下：速發(fā)展。主要如下： 如果需要后續(xù)處理，則需要較大的調(diào)節(jié)池；如果需要后續(xù)處理，則需要較大的調(diào)節(jié)池； 目前對(duì)目前對(duì)SBRSBR法的工程設(shè)計(jì)還沒(méi)有一個(gè)廣為接受或廣為人法的工程設(shè)計(jì)還沒(méi)有一個(gè)廣為接受或廣為人知的正確設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與計(jì)算方法，設(shè)計(jì)者的隨意性很大。知的正確設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與計(jì)算方法，設(shè)計(jì)者的隨意性很大。 目前目前SBRSBR法存在的問(wèn)題還需要通過(guò)不斷研究與實(shí)踐來(lái)解法存

22、在的問(wèn)題還需要通過(guò)不斷研究與實(shí)踐來(lái)解決。決。2 2、 DAT-IATDAT-IAT工藝工藝 三三. SBR. SBR工藝的發(fā)展及其主要的工藝的發(fā)展及其主要的衍生工藝：衍生工藝：1 1、 ICEASICEAS工藝工藝 3 3、CASS(CASTCASS(CAST，CASP)CASP)工藝工藝 4 4、UNITANKUNITANK工藝工藝5 5、 MSBRMSBR工藝工藝 3、 CASS(CAST，CASP)工藝工藝 CASSCASS(Cyclic Activated Sludge System)(Cyclic Activated Sludge System)或或CASTCAST(Cyclic A

23、ctivated Sludge Technology)(Cyclic Activated Sludge Technology)或或CASPCASP(Cyclic Activated Sludge Process)(Cyclic Activated Sludge Process)工藝是工藝是循環(huán)式活性污泥法的簡(jiǎn)稱。該工藝循環(huán)式活性污泥法的簡(jiǎn)稱。該工藝的前身為的前身為ICEASICEAS工藝，由美國(guó)工藝，由美國(guó)GORONSZYGORONSZY教授開(kāi)發(fā)，教授開(kāi)發(fā)，19841984年和年和19891989年分別在美國(guó)和加拿大取得該工藝年分別在美國(guó)和加拿大取得該工藝的專利。目前，此工藝在國(guó)外廣泛應(yīng)用于城

24、的專利。目前，此工藝在國(guó)外廣泛應(yīng)用于城市污水和各種工業(yè)廢水的處理。市污水和各種工業(yè)廢水的處理。1 1生物選擇器生物選擇器 2 2兼氧區(qū)兼氧區(qū) 3 3主反應(yīng)區(qū)主反應(yīng)區(qū)供氣開(kāi)始曝氣污泥回流0.2Q進(jìn)水Q表面潷水器最低水位2 邊進(jìn)水邊曝邊進(jìn)水邊曝氣，同時(shí)將主反氣，同時(shí)將主反應(yīng)器區(qū)的污泥回應(yīng)器區(qū)的污泥回流至生物選擇器，流至生物選擇器，污泥回流比約為污泥回流比約為20%。進(jìn)水階段進(jìn)水階段進(jìn)水進(jìn)水Q Q污泥回流污泥回流0.2Q0.2Q供氣供氣結(jié)束曝氣結(jié)束曝氣表面潷水器表面潷水器最低水位最低水位最高水位最高水位1 1生物選擇器生物選擇器 2 2兼氧區(qū)兼氧區(qū) 3 3主反應(yīng)區(qū)主反應(yīng)區(qū)反應(yīng)階段反應(yīng)階段 反應(yīng)階段仍

25、反應(yīng)階段仍然進(jìn)水、回流然進(jìn)水、回流污泥，在反應(yīng)污泥，在反應(yīng)區(qū)完成氧化有區(qū)完成氧化有機(jī)物、硝化、機(jī)物、硝化、除磷等過(guò)程。除磷等過(guò)程。1 1生物選擇器生物選擇器 2 2兼氧區(qū)兼氧區(qū) 3 3主反應(yīng)區(qū)主反應(yīng)區(qū)污泥回流0.2Q表面潷水器最高水位最低水位沉淀階段沉淀階段 停止曝氣，靜置停止曝氣，靜置沉淀使泥水分離。沉淀使泥水分離。當(dāng)混合液的污泥濃當(dāng)混合液的污泥濃度為度為35005000mg/L，沉淀后，沉淀后污泥可達(dá)污泥可達(dá)15000mg/L左右。左右。 沉淀污泥層表面潷水器最低水位1 1生物選擇器生物選擇器 2 2兼氧區(qū)兼氧區(qū) 3 3主反應(yīng)區(qū)主反應(yīng)區(qū) 此階段反應(yīng)器此階段反應(yīng)器停止進(jìn)水。潷水停止進(jìn)水。潷水

26、時(shí)由浮球式水位時(shí)由浮球式水位監(jiān)測(cè)儀自動(dòng)控制監(jiān)測(cè)儀自動(dòng)控制潷水器的升降，潷水器的升降，排水結(jié)束后潷水排水結(jié)束后潷水器自動(dòng)復(fù)位。器自動(dòng)復(fù)位。潷水階段潷水階段1 1生物選擇器生物選擇器 2 2兼氧區(qū)兼氧區(qū) 3 3主反應(yīng)區(qū)主反應(yīng)區(qū)供氣污泥回流0.2進(jìn)水Q表面潷水器最 低水位 實(shí)際潷水時(shí)間比實(shí)際潷水時(shí)間比設(shè)計(jì)時(shí)間短，剩設(shè)計(jì)時(shí)間短，剩余時(shí)間用于反應(yīng)余時(shí)間用于反應(yīng)器內(nèi)污泥的閑置器內(nèi)污泥的閑置以恢復(fù)污泥的吸以恢復(fù)污泥的吸附能力。潷水和附能力。潷水和閑置期間，污泥閑置期間，污泥回流正常進(jìn)行?；亓髡＿M(jìn)行。閑置階段閑置階段CAST工藝的運(yùn)行過(guò)程1生物選擇器生物選擇器 2 2主反應(yīng)區(qū)主反應(yīng)區(qū)表面潷水器污泥回流0.2

27、Q開(kāi)始排泥表面潷水器表面潷水器供氣進(jìn)水Q表面潷水器表面潷水器表面潷水器供氣 沉淀污泥層潷水結(jié)束最低水位進(jìn)水Q沉淀結(jié)束開(kāi)始潷水最高水位最低水位開(kāi)始曝氣最低水位開(kāi)始沉淀最高水位最低水位表面潷水器供氣進(jìn)水Q開(kāi)始曝氣最低水位最高水位結(jié)束曝氣最低水位污泥回流0.2Q污泥回流0.2Q特點(diǎn)：(1)反應(yīng)器前端設(shè)生物選擇器，并將主反應(yīng)區(qū)的污泥回流至生物選擇器，增強(qiáng)了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。(2)可變?nèi)莘e的運(yùn)行提高了系統(tǒng)對(duì)水量水質(zhì)變化的適應(yīng)性和操作的靈活性。(3)CASS工藝在沉淀階段無(wú)進(jìn)水，保證了沉淀過(guò)程在靜止的環(huán)境中進(jìn)行，并使排水的穩(wěn)定性得到保障。(4) 采用多池串聯(lián)運(yùn)行，使污水在反應(yīng)器的流動(dòng)呈現(xiàn)出整體推流而在不同

28、區(qū)域內(nèi)完全混合的復(fù)雜流態(tài)，不僅保證了穩(wěn)定的處理效果，而且提高了容積利用率。(5) 通過(guò)對(duì)曝氣時(shí)間的控制，使反應(yīng)器以厭氧缺氧好氧缺氧厭氧的序批方式運(yùn)行，使其具有優(yōu)良的脫氮除磷效果，降低了運(yùn)行費(fèi)用。36p 生物硝化過(guò)程的全過(guò)程由亞硝酸菌和硝酸菌兩種好氧自養(yǎng)菌分別來(lái)完成。p 反硝化反應(yīng)是指硝酸鹽和亞硝酸鹽在反硝化菌的作用下被還原為氣態(tài)氮和氧化亞氮的過(guò)程。反硝化過(guò)程反硝化過(guò)程硝化過(guò)程硝化過(guò)程23225()24245CH ONONOHCO 有 機(jī) 碳 22OO423NONONH 生物脫氮基本原理生物脫氮基本原理四四. . 脫氮除磷原理及脫氮除磷原理及SBRSBR工藝穩(wěn)定運(yùn)行控制策略工藝穩(wěn)定運(yùn)行控制策略N

29、O3-NO3-NO3-NO3-NH4+CODNO3-N2CODNH4+NH4+NO2-NO2-N1RRN理論TN最大去除率R回流比N2典型的生物脫氮工藝典型的生物脫氮工藝缺氧缺氧/好氧好氧(Anoxic/aerobic)工藝工藝典型的生物除磷工藝厭氧/好氧(Anaerobic/aerobic)工藝PCODPCCO2,H2OPPAOPAOPAOPCOD05101520253035原水厭氧好氧TP/(mg/L)生物除磷基本原理生物除磷基本原理 顯然，這種時(shí)間上的控制比空間上的控制，要求的工藝顯然，這種時(shí)間上的控制比空間上的控制，要求的工藝設(shè)備更簡(jiǎn)單、更容易實(shí)現(xiàn)、更靈活、達(dá)到的運(yùn)行狀態(tài)更理想。設(shè)備更

30、簡(jiǎn)單、更容易實(shí)現(xiàn)、更靈活、達(dá)到的運(yùn)行狀態(tài)更理想。下面分別介紹一下幾種典型的運(yùn)行方式：下面分別介紹一下幾種典型的運(yùn)行方式： SBR法去除有機(jī)物（或單純硝化）的典型運(yùn)行方式法去除有機(jī)物（或單純硝化）的典型運(yùn)行方式沉淀期沉淀期排水期排水期閑置期閑置期反應(yīng)期反應(yīng)期進(jìn)水期進(jìn)水期 SBR法生物脫氮（硝化反硝化）的典型運(yùn)行方式法生物脫氮（硝化反硝化）的典型運(yùn)行方式沉淀期沉淀期排水期排水期反應(yīng)期反應(yīng)期進(jìn)水期進(jìn)水期反應(yīng)期反應(yīng)期 在好氧條件下通在好氧條件下通過(guò)增大曝氣量、反應(yīng)過(guò)增大曝氣量、反應(yīng)時(shí)間與污泥齡來(lái)強(qiáng)化時(shí)間與污泥齡來(lái)強(qiáng)化硝化反應(yīng)硝化反應(yīng) 在缺氧條件下方便地在缺氧條件下方便地投加原污水投加原污水或甲醇等或甲

31、醇等提供充足的有機(jī)碳源作提供充足的有機(jī)碳源作為電子供體為電子供體 曝氣，去除有機(jī)物，硝化硝化缺氧攪拌，反硝化反硝化碳源沉淀期沉淀期排水期排水期反應(yīng)期反應(yīng)期進(jìn)水期進(jìn)水期 SBR法除磷的典型運(yùn)行方式法除磷的典型運(yùn)行方式 在進(jìn)水階段維持厭氧狀態(tài)促進(jìn)聚磷菌充分地釋在進(jìn)水階段維持厭氧狀態(tài)促進(jìn)聚磷菌充分地釋放磷，通過(guò)攪拌來(lái)使聚磷菌與污水充分混合。放磷，通過(guò)攪拌來(lái)使聚磷菌與污水充分混合。排掉含磷污泥好氧條件下，去除有機(jī)物、吸磷厭氧攪拌，放磷反應(yīng)期反應(yīng)期缺氧缺氧攪拌，攪拌，反硝反硝化化進(jìn)水期進(jìn)水期厭厭氧氧攪攪拌拌放放磷磷 SBR法脫氮除磷的典型運(yùn)行方式法脫氮除磷的典型運(yùn)行方式排水期排水期碳源反應(yīng)期反應(yīng)期好氧好

32、氧去除去除有機(jī)有機(jī)物、物、吸磷、吸磷、硝化硝化反應(yīng)期反應(yīng)期好好氧氧強(qiáng)強(qiáng)化化吸吸磷磷沉淀期沉淀期排掉含排掉含磷污泥磷污泥硝化過(guò)程的典型在線控制策略43反硝化過(guò)程的典型控制策略4445五五. SBR. SBR節(jié)能降耗、穩(wěn)定運(yùn)行實(shí)例節(jié)能降耗、穩(wěn)定運(yùn)行實(shí)例設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)一覽表46項(xiàng) 目單 位進(jìn)水指標(biāo)BOD5mg/L180CODcrmg/L380SSmg/L250TNmg/L35NH3-Nmg/L25磷酸鹽（以P計(jì)）mg/L3TPmg/L4pH610色度64倍石油類mg/L15動(dòng)植物油mg/L15糞大腸菌群數(shù)mg/L250000出水標(biāo)準(zhǔn)要求的變化47污染項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)名稱CODcrmg/LBOD5mg/LpHm

33、g/LSSmg/LTNmg/L氨氮mg/LTPmg/LGB18918-2002一級(jí)一級(jí) B602069202081.5GB18918-2002一級(jí)一級(jí) A501069101550.5合肥市地方標(biāo)準(zhǔn)30-102.50.3新常態(tài)下的水處理要求。CAST工藝的運(yùn)行方式48 池 號(hào)時(shí)間(min)A1A2A3A4060充水/曝氣排水沉淀曝氣60120曝氣充水/曝氣排水沉淀120180沉淀曝氣充水/曝氣排水180240排水沉淀曝氣充水/曝氣單座4格池而言，同一時(shí)間內(nèi)有1格在充水，2格在曝氣，1格在沉淀，1格在排水，如此可實(shí)行連續(xù)進(jìn)水。工藝技術(shù)特點(diǎn)預(yù)處理系統(tǒng)的研究與優(yōu)化引進(jìn)丹麥引進(jìn)丹麥KDKD公司技術(shù)，開(kāi)發(fā)

34、和應(yīng)用了孔板式細(xì)格柵高效柵渣分離公司技術(shù)，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用了孔板式細(xì)格柵高效柵渣分離系統(tǒng)，有效去除進(jìn)水中較大漂浮物和懸浮物；利用國(guó)家系統(tǒng)，有效去除進(jìn)水中較大漂浮物和懸浮物；利用國(guó)家863863課題課題2009AA0638-012009AA0638-01污水預(yù)處理設(shè)備研制與全流程設(shè)備集成研究污水預(yù)處理設(shè)備研制與全流程設(shè)備集成研究中高性能機(jī)械除砂系統(tǒng)技術(shù)成中高性能機(jī)械除砂系統(tǒng)技術(shù)成果，提高了對(duì)污水中砂粒的去除效果，降低了對(duì)后期設(shè)備的磨損等。果，提高了對(duì)污水中砂粒的去除效果，降低了對(duì)后期設(shè)備的磨損等。Forced Vortex：1.科氏力；2.角加速度產(chǎn)生 的力；3.離心力水平環(huán)流軸向環(huán)流二次流沉砂池流場(chǎng)

35、沉砂池流場(chǎng)模擬模擬沉砂技術(shù)應(yīng)用工藝優(yōu)化生化處理系統(tǒng)A、改變運(yùn)行方式和時(shí)間，增加缺氧攪拌時(shí)間，并增加碳源投加裝置。充分提高CASS池自身脫氮和硝化功能。在原有基礎(chǔ)上，增加缺氧攪拌段，并優(yōu)化各階段時(shí)間配比。在原有基礎(chǔ)上，增加缺氧攪拌段，并優(yōu)化各階段時(shí)間配比。0h1h2h3h4h進(jìn)水進(jìn)水曝氣曝氣沉淀沉淀排水排水改造后改造后攪拌攪拌改造前改造前改造后優(yōu)點(diǎn)：1 增強(qiáng)TN去除能力；2 提高好氧有機(jī)物去除及硝化效率；3 節(jié)省能耗；50min140min40min50min50min60min120min30min60min “SBR污水處理廠節(jié)能降耗關(guān)鍵技術(shù)污水處理廠節(jié)能降耗關(guān)鍵技術(shù)”（2006BAC19B

36、02），國(guó)家“十一五”高科技支撐課題節(jié)能原理2022-3-2453工藝改造細(xì)節(jié)生化處理系統(tǒng)B、縮短進(jìn)水時(shí)間，及加大每個(gè)周期排水比提高進(jìn)水濃度：增加潷水器潷水深度（左圖），提高單個(gè)循環(huán)處理能力以及反硝化速率；充分利用進(jìn)水碳源，節(jié)約藥耗成本。C、將厭氧區(qū)改為好氧區(qū)。在原生物選擇區(qū)增曝氣盤(pán)（右圖），改變工藝。工藝改造細(xì)節(jié)生化處理系統(tǒng)D、提高進(jìn)水管口（左圖），減少進(jìn)水對(duì)曝氣池的水力沖擊，以有利于在潷水結(jié)束前進(jìn)水；E、結(jié)合CFD技術(shù)，在原生物選擇區(qū)增加高速推流器（右圖），控制厭氧時(shí)段泥水充分混合。有利于反硝化。時(shí)間就是金錢(qián)運(yùn)行方式A改造后，每個(gè)周期多了改造后，每個(gè)周期多了2h反硝化的時(shí)間。反硝化的時(shí)間。

37、0h1h2h3h4h進(jìn)水進(jìn)水曝氣曝氣沉淀沉淀排水排水?dāng)嚢钄嚢?0min140min40min120min60min60min140min40min60min每天無(wú)效時(shí)間：(40+60)*6=600min15min每天無(wú)效時(shí)間：(40+60)*4=400min運(yùn)行方式B 每池每天進(jìn)水50*6=300min工藝改造細(xì)節(jié)生化處理系統(tǒng)F、引進(jìn)采用韓國(guó)TURBOMAX空氣懸浮鼓風(fēng)機(jī)替代原有羅茨風(fēng)機(jī)（能耗高、噪音大、供氣量不足等），顯著降低能耗和噪音。定期清洗和更換損壞曝氣盤(pán)，提高充氧效率，從而提高硝化速率。051015202530354045現(xiàn)羅茨風(fēng)機(jī)新羅茨風(fēng)機(jī)氣懸浮風(fēng)機(jī)動(dòng)力效率動(dòng)力效率/m3/kWh節(jié)

38、能效益分析對(duì)比表項(xiàng)項(xiàng) 目目舊羅舊羅茨風(fēng)機(jī)茨風(fēng)機(jī) 新羅茨風(fēng)機(jī)新羅茨風(fēng)機(jī)氣懸浮風(fēng)機(jī)氣懸浮風(fēng)機(jī)風(fēng)量（m3/min）344046實(shí)耗/軸功率（kW）65.865.865.7單位功率風(fēng)量（m3/kW.min)0.5170.6080.7單池需風(fēng)量(m3/min)52.8單周期曝氣時(shí)間（min）120每周期耗電量（kWh）204.37173.71150.82電單價(jià)（元/kWh）0.8029每天運(yùn)行周期數(shù)40全年電費(fèi)（萬(wàn)元）239.6203.6176.8節(jié)約電費(fèi)（萬(wàn)元）36 63 58節(jié)能降耗工藝技術(shù)曝氣系統(tǒng)改造通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)生物池內(nèi)的過(guò)程儀表，采集數(shù)據(jù)后反饋至中控室，通過(guò)數(shù)學(xué)模型，即時(shí)調(diào)節(jié)曝氣頻率和曝氣時(shí)間，從而

39、達(dá)到精確曝氣控制的目的，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。維持原有維持原有NH4+-N去除水平的同時(shí)，平均去除水平的同時(shí)，平均出水出水TN降低降低7.5 mg/L工藝改造改造工藝改造改造成效成效 噸水耗電量比原水平降低噸水耗電量比原水平降低14.9%新增深度處理系統(tǒng)深度脫氮：深度脫氮：引進(jìn)引進(jìn)采用某公司環(huán)保采用某公司環(huán)保技術(shù)產(chǎn)品技術(shù)產(chǎn)品活性砂反硝化濾池，結(jié)合反硝活性砂反硝化濾池，結(jié)合反硝化脫氮和過(guò)濾的功能，具備化脫氮和過(guò)濾的功能，具備24h連續(xù)過(guò)濾和反沖洗優(yōu)勢(shì)，同時(shí)在反硝化前端連續(xù)過(guò)濾和反沖洗優(yōu)勢(shì)，同時(shí)在反硝化前端混凝池精確投加碳源（甲醇或乙酸鈉）對(duì)混凝池精確投加碳源（甲醇或乙酸鈉）對(duì)CASS生化池出水進(jìn)行深度脫

40、氮，生化池出水進(jìn)行深度脫氮，可去除可去除TN至少至少510mg/L，使總出水，使總出水TN和和SS穩(wěn)定在穩(wěn)定在10mg/L以下。以下。節(jié)能降耗工藝技術(shù)深度處理系統(tǒng) 1 1、馴化培養(yǎng)期投加的碳源主要被進(jìn)水、馴化培養(yǎng)期投加的碳源主要被進(jìn)水中的中的DODO消耗，因此出水消耗，因此出水CODCOD的值波動(dòng)較大；的值波動(dòng)較大；反硝化細(xì)菌開(kāi)始掛膜時(shí)，出水反硝化細(xì)菌開(kāi)始掛膜時(shí)，出水CODCOD開(kāi)始逐開(kāi)始逐步下降，培養(yǎng)穩(wěn)定后，出水步下降，培養(yǎng)穩(wěn)定后，出水CODCOD基本趨于基本趨于穩(wěn)定。穩(wěn)定。2 2、培養(yǎng)馴化期有一段時(shí)間出水硝態(tài)氮去、培養(yǎng)馴化期有一段時(shí)間出水硝態(tài)氮去除率升高，但總氮去除量卻降低，主要除率升高，但總氮去除量卻降低，主要由于硝態(tài)氮轉(zhuǎn)換成中間亞硝態(tài)氮并未直由于硝態(tài)氮轉(zhuǎn)換成中間亞硝態(tài)氮并未直接轉(zhuǎn)換成氮?dú)?，因此接轉(zhuǎn)換成氮?dú)?，因此TNTN的去除量不升反的去除量不升反降，調(diào)整碳源投加量后逐漸恢復(fù)一致；降，調(diào)整碳源投加量后逐漸恢復(fù)一致；3 3、反硝化細(xì)菌成功掛膜后，、反硝化細(xì)菌成功掛膜后，TNTN最大去除最大去除量能達(dá)到量能達(dá)到10mg/l10mg/l。節(jié)能降耗工藝技術(shù)深度處理系統(tǒng) 經(jīng)過(guò)深度處理活經(jīng)過(guò)